汽车电器原理

1、汽车电器原理,汽车电器原理,一、汽车电器系统的概述 二、汽车电路读图基础 三、各电器系统的工作原理,一、汽车电器系统的概述,1、电器性能好坏影响汽车的动力性、经济性、可靠性、安全性、舒适性以及排放性能等,2、汽车电器系统基本组成 a、电源 电源部分主要包括蓄电池、交流发电机、电压调节器等。 b、用电设备 启动系、照明系、仪表、辅助电器、空调、安全气囊、汽车音响等 c、中间装置 汽车线束、开关装置、保险装置、继电器等。,（二）、汽车电路图的类型与绘制原则,1、汽车电路图是用国家标准规定的线路符号，对汽车电器的构造组成、工作原理、工作过程及安装要求所作的图解说明，也包括图例及简单的结构示图。电路图

2、中表示的是不同电路相互之间的关系及彼此之间的连接，通过对电路图的识读，可以认识并确定电路图上所画电器元件的名称、型号和规格，清楚地掌握汽车电器系统的组成、相互关系、工作原理和安装位置。便于对汽车电路进行维修、检查、安装、配线等工作。 2、因为汽车电器元件的外型和结构比较复杂，所以采用国家统一规定的图形符号和文字符号来表示电器元件的不同种类、规格及安装方式。另外，根据汽车电路图的不同用途，可绘制成不同形式的电路图，主要有原理框图、电路原理图、线束图和线束安装图。,原理框图,图a是汽车全车电器系统的原理框图。,图a,电路原理图,电器线束图,线束安装图,（三）、汽车电路图常用英文（缩写）,三、各电器

3、系统的工作原理,（一）、电源系统 （二）、用电系统 （三）、监测仪表与报警装置 （四）、配电系统 （五）、电子控制系统,（一）、电源系统,蓄电池、发电机、调节器 双电源的供电系统 所谓两个电源就是蓄电池和发电机这两个电源。前者在汽车未运行（发动机未转动）时可以向有关用电设备供电，后者在发动机运转到一定转速后取代蓄电池向有关用电设备供电，同时也对蓄电池进行充电。两者互补可以有效地使用电设备在不同的情况下都能正常地工作，同时也延长了蓄电池的供电时间。,蓄电池,按性能分： a、干荷电蓄电池 b、免维护蓄电池 功能： 启动发动机 备用供电 存储电能 协同供电 稳定电压、保护用电设备 主要性能指标： 容

4、量 6-QW-60 75A.h（表示6个单格电池，共12伏，Q表示启动用铅蓄电池、W表示免维护，75A.H表示容量）,F6用的蓄电池是免维护铅酸蓄电池（湖北骆驼），蓄电池有若干个单格电池组成（电压为2伏），结构包括极板、隔板、电解液和壳体。 蓄电池充、放电的化学反应主要靠极板上的活性物质和电解液进行的。 隔板插放在正负极之间，以防止正负极板相互接触造成短路。 PbO2+2H2SO4+Pb 2PbSO4+2H2O,放 电,充 电,额定容量 根据国标规定，将充足电的新蓄电池在电解液温度为255 的条件下，以20小时放电率的放电电流（即0.05C20A）连续放电至单池平均电压降到1.75V时，输出的

5、电量称为蓄电池的额定容量，用C20表示。单位为A.H。 储备容量 根据国标规定，蓄电池在252 的条件下，以25A恒电流放电至单池平均电压降到1.75V时放电时间称为蓄电池的储备容量。单位为min。,发电机、电压调节器,发电机分直流和交流两种 汽车绝大部分用交流发电机：用硅二极管整流电路，将输出电流变为直流 功用：当发动机在怠速以上转速运转时，向起动机以外的用电系统供电并向蓄电池充电。 电压调节器是把交流发电机的输出电压控制在规定范围内的控制装置,（二）、用电系统,1、启动系统 2、点火系统 3、照明系统 4、信号系统 5、辅助电器系统,1、启动系统,启动：汽车发动机由静止状态转为运动状态的过

6、程 起动机是启动系统的重要零部件 按总体结构分： 电磁式起动机 永磁式起动机 减速式起动机 电磁起动机的结构： 1、直流电动机：其作用是产生转矩。 2、传动装置（或称啮合机构）：在发动机起动时，使起动机驱动齿轮啮合入飞轮齿环，将起动机转矩传给发动机曲轴；而在发动机起动后，将驱使齿轮打滑与飞轮齿环自动脱开。 3、 控制装置：用来接通和切断起动机与蓄电池之间的电路。,2、点火系统,在汽油发动机中，气缸内的混合气是由高压电火花点燃的，而产生电火花的功能是由点火系来完成的。点火系将电源的低电压变成高电压，再按照发动机点火顺序轮流送至各气缸，点燃压缩混合气；并能适应发动机工况和使用条件的变化，自动调节点

7、火时刻，实现可靠而准确的点火 按结构型式分： 1、触点点火系统 汽车上的蓄电池或发电机向点火系提供电能，机械触点控制点火时刻，点火时刻的调节采用机械式自动调节机构，储能方式为电感储能。 2、电子点火 蓄电池或发电机向点火系提供电能，晶体管控制点火时刻，点火时刻的调节采用机械式调节机构或电子调节机构，储能方式有电感储能和电容储能两种 3、微机控制点火 传感器用来检测与点火有关的发动机工作和状态信息，并将结果输入ECU，作为计算和控制点火时刻的依据。,3、照明系统,汽车的照明系统主要由灯具、电源和电路（包括控制开关）三大部分组成。而灯具大体分为照明用的灯具和信号及标志用的灯具。 照明用的灯具有前照

8、灯、雾灯、后照灯、牌照灯、顶灯、仪表灯和工作灯等。 信号及标志用灯具有转向信号灯、制动灯、小灯、倒车灯等,信号灯的颜色,1、转向灯：琥珀色 2、小灯：红色 3、制动灯：红色 4、倒车灯：白色,前照灯的结构,前照灯一般由光源（灯泡）、放射镜、配光镜（散光镜）三部分组成。 1、灯泡 一般为卤素灯泡。即在惰性元素中加入一定量的卤族元素（如碘、溴），使得从灯丝上蒸发的气态钨和卤族元素反应生成一种挥发性的卤化钨，当其扩散到高温区域后受热分解，使钨重新回到灯丝上，如此循环防止了钨的蒸发和灯泡黑化的现象。,2、反射镜 其表面形状呈旋转抛物状。由薄钢板冲压而成或由玻璃、塑料制成，其表面镀银、铝或铬，然后抛光处

9、理。 其作用是将灯泡的散射（直射）光反射成平行光束，使光度大大增强。以保证150-400米的照射范围。 3、配光镜 作用是将反射镜反射出的 平行光束进行折射，使车前的路面有良好而均匀的照明。,前后组合灯的设计流程图,结构设计与造型的兼顾,外观满足造型，结构设计满足法规： 后雾灯与制动灯的距离不得低于100mm。 转向灯与前照灯的距离不小于40mm。 回复反射器的有效面积不少于25平方厘米 避免在造型过程中出现灯面的曲率半径过小，这会产生折射，会对配光产生影响。,照明系统设计需要把法规研究透,前组合灯的发展趋势,氙灯 又成为高强度放电灯或气体放电灯。英文缩写HID（high intensity

10、discharge lamp） 氙灯由小型石英灯泡、变压器和电子单元组成。接通电源后，通过变压器，在几微秒内升压到2万V以上的高压脉冲电加在石英灯泡内的金属电极之间，激励灯泡内的物质（氙气、少量的水银蒸气、金属卤化物）在电弧中电离产生光亮。 灯开关 接通一瞬间，氙灯即产生与55W卤素灯一样的亮度。，约3秒内达到全部光通量。,智能灯光系统 其能使汽车大灯随行驶状况的变化而实时变化，将会出现具有10到15种不同光束的大灯，相对行驶速度和路面而“随机应变”。例如在高速公路上，汽车大灯会照亮前方不宽的区域，要远一点。当汽车行驶在弯道上，在车辆转弯时外侧要亮度大些，使司机看清弯道情况，而内侧要暗些，为的

11、是不要使对面会车的司机眩目。,前组合灯的发展趋势,氙光投射模块,Static Bending Light 静态可弯曲灯Varilis module 智能模块,VarioX light functions可变智能照明功能,SRA-S Headlamp Cleaning Telescopic nozzles within headlamp 在前照灯内部的伸缩式喷嘴,4、信号系统,包括电喇叭、闪光器、蜂鸣器及各种信号灯，主要用来提供安全行车所必须的信号,工作过程,当按下按钮时，电流由蓄电池正极线圈触电按钮搭铁蓄电池负极。 当电流通过线圈时，产生电磁吸力，吸下衔铁，中心杆上的调整螺母压下活动触电臂，使

12、触电分开而切断电路。此时线圈电流中断，电磁吸力消失，在弹簧片和膜片的弹力作用下，衔铁又返回原位，触电闭合，电路重又接通。上述过程反复进行，产生一定音调的音波，由扬声器加强后传出。,汽车电喇叭的典型电路图,电喇叭的调整,喇叭的调整部位有两处，一是改变铁心间隙，二是改变触点压力。电喇叭的调整包括音量和音调调整两部分。1.音调的高低取决于膜片振动的频率，改变铁心间隙可以改变膜片的振动频率，从而改变音调（有的在制造时已经调好工作中不用调整）；松开锁紧螺母，旋转铁心，（间隙减小时音调提高，间隙增大时音调降低）调至合适音调时，旋紧螺母即可。.音量的大小与通过线圈的电流大小有关，通过的工作电流大，喇叭发出的

13、音量也就大。线圈通过的电流大小，可以通过改变喇叭触点的接触压力来调整（压力增大，通过线圈的电流增大，喇叭的音量增大，反之音量减小）。盆形电喇叭音量的调整可通过调整螺钉来调整触点压力，进而实现对音量的调整。,5、辅助电器系统,辅助电器系统：电动刮水器、风窗洗涤器、空调、音响系统、点烟器、玻璃升降器、坐椅调节、后视镜调节、天窗、电动卷帘、中控锁、倒车雷达、后除霜等 辅助电器系统有日益增多的趋势，主要向舒适、娱乐、保障安全方面发展,雨刮系统,电动刮水器由电动机、传动机构、雨刮刷和控制装置四大部分组成。工作情况：刮水器的左右刮片被刮臂压靠在挡风玻璃外表面上，电机驱动减速机构旋转，并通过传动机构做往复运

14、动，带动刮杆和刮片左右摆动，刮拭风窗玻璃。,常见雨刮结构图,雨刮电路的原理图,洗涤系统,空调系统,常见的两种电控系统分类 自动空调： 微型计算机检测驾驶室内外的空气温度，阳光总量，压缩机工作条件和温度设定等，并自动保持进口和出口处的最佳送风机空气温度和空气流量。 手动空调： 电路处理蒸发器温度传感器、压力开关、A/C开关、鼓风机风档信号。采用拉索控制机构控制风门、吹风模式。温度不能自动调节,空调系统图,空调系统图,空调制冷原理,由发动机驱动的压缩机将气态的制冷剂从蒸发器中抽出，并将其压入冷凝器。高压气态制冷剂经冷凝器时液化而进行热交换（释放热量），热量被车外的空气带走。高压液态的制冷剂经膨胀阀

15、的节流作用而降压，低压液态制冷剂在蒸发器中气化而进行热交换（吸收热量），蒸发器附近被冷却了的空气通过鼓风机吹入车厢。气态的制冷剂又被压缩机抽走，泵入冷凝器，如此使制冷剂进行封闭的循环流动，不断地将车厢内的热量排到车外，使车厢内的气温降至适宜的温度,空调制冷原理图,供暖系统原理,供暖系统采用水暖式供热，其热源是发动机的冷却液。供暖系统主要由热交换器、冷却液管路及鼓风机、导风管、下风道及控制机构等组成。供暖暖风机组的壳体与蒸发器壳体制成一体，鼓风机和风道等与制冷系统共用，如图: 风道 冷却液管路 鼓风机 热交换器,发动机工作时，被发动机气缸燃烧高温加热的冷却液在发动机冷却系统水泵的作用下，经进水管

16、进入热交换器，通过鼓风机吹出的空气将冷却液散发出的热量送到车厢内或风窗玻璃，用以提高车厢内温度和除霜。在热交换器中进行了散热过程的冷却液经回水管被水泵抽回，如此循环，实现暖风供热。如下图:,音响系统,收放机、CD机、VCD、DVD 扬声器、天线 CD常见电路图,电动坐椅,坐椅的前后滑动、上下高度、靠背的倾斜角度、枕垫的上下及腰垫的调节采用电控的方式。有些带记忆功能。F6电动座椅为8向调节。,向前方或后方推动水平开关，可向前或向后移动座椅,拉起或按下开关的前部，可提升或降低座椅底部的前缘。拉起或按下开关的后部，可提升或降低座椅底部的后缘。,拉起水平开关的中部可升高座椅；压下则可降低座椅。,沿所要

17、移动靠背的方向推动后方的开关可以调节座椅靠背的角度。,电动玻璃升降器,驾驶员侧车门扶手上有一个电动车窗总控制面板。欲打开任意一扇乘员侧车窗时，将相应的开关往下推并一直按住，直至车窗降到所希望的位置时松手；欲关闭车窗时，将车窗开关往回拉，当车窗达到您希望的位置时，松开开关即可。,电动后视镜,利用位于驾驶员侧车门扶手上的调节旋钮可调节车外后视镜。 1将点火开关转至ON()的位置。 2将调节旋钮移至左侧(L)或右侧(R)。 3沿相应的方向推动或者拉动调节旋钮，可上下左右移动后视。 4调节完毕后，将调节旋钮转到中央(关闭)位置。这样，可关闭调节旋钮，避免无意中碰触旋钮，使后视镜角度偏移。,电动后视镜加

18、热器,车外后视镜可被加热，以消除上面的雾气和冰霜。当点火开关处于ON()的位置时，按下按钮，可打开加热器。,电动天窗,天窗有两种位置，即：为了通风可将其后侧掀起，或将其滑入至顶盖。可以用驾驶侧仪表板出风口下方的开关来操纵天窗。但此时，点火开关必须处于ON()的位置。 若欲掀开天窗后侧，可按住中央按钮；欲关闭天窗时，应按住上方的开关；欲打开天窗，应按住下方的开关。天窗到达所希望的位置时，松开开关即可。在开闭天窗前，一定要确认所有乘客的手都已从天窗上移开。,中控锁系统,以电来控制门锁的开启或锁止。锁体一般由锁机构和执行器组成,驾驶员侧车门及乘员侧车门配有门锁总开关。这两个开关都可以将所有的车门闭锁

19、或开锁。按下开关的顶部即可闭锁车门；按下开关的底部则可以开启门锁。,车外后视镜可被加热，以消除上面的雾气和冰霜。当点火开关处于ON()的位置时，按下按钮，可打开加热器。,倒车雷达,倒车雷达”是一种利用超声波原理,由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波撞击障碍物后,反射此声波探头,从而计算出车体与障碍物之间的距离。,（三）监测仪表及报警装置,监测仪表包括用于监视发动机及控制系统工作情况的各种监测仪表，如电流表、电压表、油压表、温度表、燃油表、车速里程表、发动机转速表。 报警装置包括防盗防盗报警装置、警告报警装置及各种报警灯，如蓄电池充放电指示灯、紧急报警灯、油压过低报警灯、温度过高报警灯、各种电子

20、控制系统故障报警灯等,常见组合仪表,常见组合仪表,组合仪表的状态检测,1、灯光指示灯指示 能正常点亮、熄灭。当组合开关打到小灯、近光、远光、雾灯、转向灯档时，仪表相应的指示灯应能正确点亮熄灭。 2、组合仪表背光亮起检验 打开驾驶侧车门，然后关闭车门，组合仪表弱背光亮起，30秒后熄灭，若车门一直开启，仪表一直亮；钥匙插入点火开关，组合仪表背光略微增加，10秒后熄灭；钥匙转至点火开关ON档，组合仪表背光常亮。 3、四门及行李箱开启状态指示灯 当某个门或后行李箱盖打开后，相应的灯会点亮，关上后熄灭。,4、充电指示灯、发动机故障指示灯、机油压 力指示灯 ON档点亮，着车后熄灭 5、安全带指示灯 未系安

21、全带的情况下，将点火开关转到ON（）的位置，指示灯将会不停闪烁6次，并伴随蜂鸣器鸣叫6次，如果此时没有车速，还未扣紧座椅安全带，蜂鸣器将停止，指示灯将停止闪烁而保持点亮。如果在有车速的过程中没有扣紧座椅安全带，则指示灯将每隔30秒就重复闪烁6次，并伴随蜂鸣器鸣叫6次。任何情况下系上安全带后，指示灯熄灭并停止蜂鸣报警。30分钟后若还没有系上安全带，蜂鸣器停止报警，但指示灯还是会每隔30秒就重复闪烁6次,6、ABS故障指示灯 ON档或着车后，指示灯应熄灭，如果点亮，需检查ABS系统故障。 7、SRS指示灯 上ON档电，该指示灯闪烁3次（自检，频率为2HZ），之后应熄灭；如果点亮，需检查SRS系统故

22、障。 8、转速表、车速表、燃油表、水温表 ON档转速表、车速表、水温表应指在0刻度，着车后转速表开始有转速，开始行驶后车速表开始有车速，水温表应正常指示在7-8刻度间；没加油时燃油表应指在E刻度，当油箱油量低于13L时，低燃油报警灯闪亮，当多于20L后报警灯熄灭，加满油后，燃油表应指在F刻度。,9、档位指示灯（4G69） 能正常，正确指示 10、巡航指示（4G69） 进入巡航状态后点亮 11、防盗指示灯 进入防盗状态后先快闪后慢闪,（四）配电系统,各种控制开关、中央接线盒、保险装置、配电线束和连接器等,线束设计要考虑线型,汽车电路上有颜色和编号特征,为了便于识别和检修汽车电器设备，其低压线通常

23、由不同的颜色组成，并在线路图中标出。,以单色线为基础,接插件、端子、保险、继电器,简单介绍一下CAN,CAN是CONTROLLER AREA NETWORK（控制单元区域网络）的缩写，这就意味着将各个控制单元之间网络化并可进行数据交流。这又是计算机网络系统在现代汽车上的应用，利用CAN数据总线将各个控制单元连接起来，形成了车载网络系统。 CAN是由德国BOSCH公司于1986年提出并推广应用的，按照ISO的有关部门规定，CAN拓扑结构为总线式，所以也称CAN总线。最初为CAN总线1.0版，1990年推出CAN总线1.2修订版，1991年推出CAN总线2.0版。目前,CAN总线不但已经成为汽车总

24、线的主要互连规范,而且被公认为最有前途的几种工业现场总线之一，已由ISO TC22技术委员会批准为国际标准，是唯一被批准为国际标准的现场总线。1993年国际CAN用户及制造商组织（简称CIA）在欧洲成立，主要作用是解决CAN总线实际应用中的问题，提供CAN产品及其开发工具，推广CAN总线的应用。,组 成,控制器：CAN控制器是接收控制单元中的微电脑传来的数据，对这些数据进行处理并将其传往CAN收发器。 收发器：它将CAN控制器传来的数据转化为电信号将其送入数据传输线。它也为CAN控制器接收和转发数据。 数据传输线： 它是双向的，对数据进行传输。 两条线分别被称为CAN高线和 CAN低线。数据传

25、输线为了防 止外界电磁波的干扰和向外辐 射，CAN总线采用两条线缠绕 在一起。这两条线的电位相反，如果一条是5V，另一条就是0V，始终保持电压 总和为一常数。通过这种办法，CAN数据总线得到了保护而免受外界的电磁场 干扰，同时CAN数据总线向外辐射也保特中性，即无辐射。,传输原理,1提供数据 控制单元向CAN控制器提供数据用于传输。 2发出数据 CAN收发器从CAN控制器处接收数据，将其转化为电信号发出。这些数据以数据列的形式进行传输，数据列是由一长串二进制（高电平与低电平）数字组成 （像0110100100111011）。 3接收数据 所有与CAN数据总线一起构成网络的控制单元成为接收器。

26、4检验数据 控制单元对接收到的数据进行检测，看是否是其功能所需。 5认可数据 如果所接收的数据是重要的，它将被认可及处理，反之将其忽略。,（五）电子控制系统,76,底盘控制,电控制动防抱死 驱动防滑控制系统 包括防滑差速器与加速防滑系统 电子控制变速器 汽车动力转向控制系统 巡航控制系统 车载防撞雷达控制系统,车身电子控制,电子控制安全带 车内气候控制 电子防盗系统 安全气囊控制 电动座椅调节系统 电动后视镜控制系统 门窗玻璃自动升降系统 灯光控制及照明监控系统,介绍几个常见电控系统,1、电子燃油控制系统 2、防抱死控制系统 3、安全气囊系统,1、电子燃油喷射系统,改进汽油发动机的供油及点火技

27、术 改善发动机的燃油经济性 提高发动机综合性能 降低发动机有害物的排放,降低发动机有害物的排放,ECE-R15/04 开环燃油控制化油器或单点喷射 ECE-R83/01 开环燃油控制单点喷射氧化型催化转换器 EC93(欧洲I号) 闭环燃油控制单点或多点喷射三元催化转换器 EC96(欧洲II号) 闭环燃油控制多点喷射三元催化转换器 EC2000(欧洲III号) 闭环燃油控制 闭环燃油控制多点顺序喷射(紧耦合式)三元催化转换器电子控制废气再循环阀(选装)优化蒸发排放控制(依法规装备)EOBD诊断系统 EC2005(欧洲IV号) 闭环燃油控制多点顺序喷射快速起燃式催化转换器电子控制废气再循环阀蒸发排

28、放系统EOBD诊断系统,电子燃油喷射系统组成,按其控制原理完成方式来看，电控汽油喷射系统由电控单元（ECU）、传感器和执行器三个部分组成,简单概述,电控汽油喷射系统均有一个电控单元（ECU），它是系统的核心控制元件。ECU一方面接收来自传感器的信号；另一方面完成对信息的处理工作，同时发出相应的控制指令来控制执行元件的正确动作。ECU接收的信息主要有发动机转速、空气流量、节气门位置、进气温度、冷却液温度、曲轴位置、负荷和氧传感器信息等。 传感器是电控汽油喷射系统的“触角”，是感知信息的部件，它负责向电控单元提供汽车的运行状况和发动机的工况。传感器主要有空气流量传感器（空气流量计）、节气门位置传感

29、器（节气门开关）、氧传感器（测定空燃比）、爆震传感器、曲轴转角传感器、发动机转速传感器及各种温度传感器等。 执行器负责执行电控单元发出的各项指令，执行器主要有喷油器、怠速步进电动机、电动汽油泵、继电器和点火线圈等,电控系统零部件分布图,电喷系统开发过程,最终验证,高原验证,热态验证,冷态验证,热带开发,寒带开发,高原试验,车辆基础标定,排放标定,系统定义,初始标定设定,零部件特性定义,车辆准备,发动机基础标定,客户验收,完成最终标定,简单介绍一下EOBD,国内借鉴欧出台的新排放法规要求必须做车载诊断系统OBD监测。 EOBD的内容（德尔福） 失火诊断 氧传感器诊断 怠速催化器诊断 燃油供给系统和废气再循环阀错误诊断其 它系列传感器诊断 当出现OBD方面的故障时要提供报警，体现在OBD的指示灯点亮,2、防抱死制动系统（ABS),防抱死制动电子控制系统由车轮速度传感器、各种控制开关、ECU、ABS指示灯、液压控制单元和液压泵组成。 是根据车轮减速度和滑移率是否达到某一设定值来判断车轮工作在附着系数滑移率曲线的稳定区域还是工作在非稳定区域，并通过调节制动分泵的制